無功補(bǔ)償介紹

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   在電力系統(tǒng)中，經(jīng)常會(huì)碰到無功補(bǔ)償系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱SVG。該系統(tǒng)由一些電力電子設(shè)備組成，主要對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)起到無功補(bǔ)償?shù)淖饔茫旅娴暮?jiǎn)單對(duì)這類設(shè)備做一個(gè)簡(jiǎn)單介紹

一、SVG的效果

   SVG是典型的電力電子設(shè)備，由三個(gè)基本功能模塊構(gòu)成：檢測(cè)模塊、操控運(yùn)算模塊及補(bǔ)償輸出模塊。其作業(yè)原理為由外部CT檢測(cè)體系的電流信息，然后經(jīng)由操控芯片分析出當(dāng)前的電流信息、如PF、S、Q等；然后由操控器給出補(bǔ)償?shù)尿?qū)動(dòng)信號(hào)，最后由電力電子逆變電路組成的逆變回路宣布補(bǔ)償電流。

   SVG停止無功發(fā)生器選用可關(guān)斷電力電子器件（IGBT）組成自換相橋式電路，經(jīng)過電抗器并聯(lián)在電網(wǎng)上，適當(dāng)?shù)卣{(diào)理橋式電路溝通側(cè)輸出電壓的幅值和相位，或許直接操控其溝通側(cè)電流。迅速吸收或許宣布所需的無功功率，完結(jié)快速動(dòng)態(tài)調(diào)理無功的意圖。作為有源形補(bǔ)償設(shè)備，不只能夠跟蹤沖擊型負(fù)載的沖擊電流，而且能夠?qū)χC波電流也進(jìn)行跟蹤補(bǔ)償。

二、SVG與SVC的差異

   SVG是英文StaticVarGenerator的縮寫，意思是停止無功發(fā)生器；SVC是英文StaticVarCompensator的縮寫，是無功補(bǔ)償器的意思

（1）SVG

   它可分為電壓型和電流型兩種，其既可供給滯后的無功功率，又可供給超前的無功功率。簡(jiǎn)略地說，SVG的基本原理就是將自換相橋式電路經(jīng)過電抗器或許直接并聯(lián)在電網(wǎng)上，適當(dāng)調(diào)理橋式電路溝通側(cè)輸出電壓的相位和幅值，或許直接操控其溝通側(cè)電流，就能夠使該電路吸收或許宣布滿足要求的無功電流，完結(jié)功率無功補(bǔ)償?shù)囊鈭D。

（2）SVC

   它是用于無功補(bǔ)償?shù)湫偷碾娏﹄娮釉O(shè)備，它是運(yùn)用晶閘管作為固態(tài)開關(guān)來操控接入體系的電抗器和電容器的容量，然后改動(dòng)輸電體系的導(dǎo)納。按操控目標(biāo)和操控方式不同，分為晶閘管操控電抗器（TCR）和晶閘管投切電容器（FC）配合運(yùn)用的停止無功補(bǔ)償設(shè)備（FC+TCR）和TCR與機(jī)械投切電容器（MSC）配合運(yùn)用的設(shè)備。

   點(diǎn)評(píng)：SVG是調(diào)全體系電壓的主要設(shè)備，個(gè)人認(rèn)為其中心為自換向橋式電路，經(jīng)過IGBT（風(fēng)機(jī)中均依照有該元件）操控完結(jié)自換相橋式電路的電流的改變，而自換相橋式電路一般有多個(gè)功率單元（現(xiàn)在暫還不清楚）串聯(lián)安排，構(gòu)成一個(gè)星形接線，宣布補(bǔ)償電流進(jìn)而調(diào)整母線電壓。

三、SVG與SVC比照之長(zhǎng)處

   STATCOM與同步調(diào)相機(jī)、SVC設(shè)備比較具有如下長(zhǎng)處：

   1)選用數(shù)字操控技能，體系可靠性高，基本不需求保護(hù)，能夠節(jié)省很多的保護(hù)費(fèi)用;

   2)在提高體系的暫態(tài)穩(wěn)定性、阻尼體系震動(dòng)等方面的功能大大優(yōu)于傳統(tǒng)的同步調(diào)相機(jī);

   3)操控靈敏、調(diào)理速度更快、調(diào)理速度廣，在理性和容性運(yùn)轉(zhuǎn)工況下均可連續(xù)快速調(diào)理，呼應(yīng)速度可達(dá)毫秒級(jí);

   4)停止運(yùn)轉(zhuǎn)、安全穩(wěn)定，沒有調(diào)相機(jī)那樣的大型轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備，無磨損，無機(jī)械噪聲，將大大提高設(shè)備壽命，改善環(huán)境影響;

   5)對(duì)電容器的容量要求不高，能夠省去常規(guī)設(shè)備中的大電感和大電容及巨大的切換機(jī)構(gòu)，使STATCOM的體積小、損耗低;

   6)銜接電抗小。STATCOM接入電網(wǎng)的銜接電抗，效果是濾除電流中存在的較高次諧波，另外起到將變流器與電網(wǎng)銜接起來的效果，因此其電感量遠(yuǎn)小于補(bǔ)償容量相同的TCR等SVC設(shè)備所需的電感量

   7)STATCOM輸出電流不依賴于電壓，表現(xiàn)為恒流源特性，具有更寬的運(yùn)轉(zhuǎn)范圍。而SVC本質(zhì)是阻抗型補(bǔ)償，輸出電流和電壓成線性關(guān)系。因此體系電壓變低時(shí)，同容量STATCOM能夠比SVC供給更大的補(bǔ)償容量

   8)STATCOM比SVC具有更快的呼應(yīng)速度，因而更適合按捺電壓閃變。STATCOM呼應(yīng)時(shí)間在10ms以內(nèi)，而SVC呼應(yīng)時(shí)間一般在20～40ms。STATCOM從額外容性無功功率變?yōu)轭~外理性無功功率(或相反)可在1ms之內(nèi)完結(jié)，這種呼應(yīng)速度完全能夠勝任對(duì)沖擊性負(fù)荷的補(bǔ)償;

   9)STATCOM的橋式電路選用多重化技能、多電平技能或PWM技能來消除次數(shù)較低的諧波，并使如7、11等較高次數(shù)諧波減小到能夠接受的程度。而SVC本身要發(fā)生一定量的諧波，如TCR型的5、7次特征次諧波量比較大，占基波值的5%～8%;其他如SR，TCT等也發(fā)生3、5、7、11等次的高次諧波，這給SVC體系的濾波器規(guī)劃帶來許多困難;

   10)在故障條件下，STATCOM比SVC具有更好的操控穩(wěn)定性。SVC運(yùn)用了很多電容器電抗器，當(dāng)外部體系容量與補(bǔ)償設(shè)備的容量可比時(shí)，SVC會(huì)發(fā)生不穩(wěn)定性。STATCOM對(duì)外部體系運(yùn)轉(zhuǎn)條件和結(jié)構(gòu)改變不靈敏;

   11)STATCOM比同容量SVC占地面積小、成本低。STATCOM因?yàn)檫\(yùn)用直流電容器儲(chǔ)能，能夠減小電容器體積，且不需求并聯(lián)電抗器即能夠操控?zé)o功功率平滑改變，因此裝置尺寸大大減小;

   12)STATCOM能夠在一定范圍內(nèi)供給有功功率，削減有功功率沖擊。SVC只能供給無功功率，不具有供給有功功率的功能。

   SVG與SVC無功補(bǔ)償設(shè)備的比照分析

   與SVC相比，SVG在以下幾方面優(yōu)于SVC：

一、作業(yè)原理不同

   (1)SVC能夠被看成是一個(gè)動(dòng)態(tài)的無功源。依據(jù)接入電網(wǎng)的需求，它能夠向電網(wǎng)供給容性無功，也能夠吸收電網(wǎng)剩余的理性無功，把電容器組一般是以濾波器組接入電網(wǎng)，就能夠向電網(wǎng)供給無功，當(dāng)電網(wǎng)并不需求太多的無功時(shí)，這些剩余的容性無功，就由一個(gè)并聯(lián)的電抗器來吸收。電抗器電流是由一個(gè)可控硅閥組操控，借助于對(duì)可控硅觸發(fā)相角的調(diào)整，就能夠改動(dòng)流過電抗器的電流有效值，然后保證SVC在電網(wǎng)接入點(diǎn)的無功量正好能將該點(diǎn)電壓穩(wěn)定在規(guī)則范圍內(nèi)，起到電網(wǎng)無功補(bǔ)償?shù)男Ч?/span>

   (2)SVG以大功率電壓型逆變器為中心，經(jīng)過調(diào)理逆變器輸出電壓的幅值和相位，或許直接操控溝通側(cè)電流的幅值和相位，迅速吸收或宣布所需的無功功率，完結(jié)快速動(dòng)態(tài)調(diào)理無功功率的意圖。

二、呼應(yīng)速度快

   一般SVC的呼應(yīng)速速是20—40ms;而SVG的呼應(yīng)速度不大于5ms，能更好的按捺電壓動(dòng)搖和閃變，在相同的補(bǔ)償容量下，SVG對(duì)電壓動(dòng)搖和閃變的補(bǔ)償效果最好。

三、低電壓特性好

   SVG具有電流源的特性，輸出容量受母線電壓的影響很小。這一長(zhǎng)處使SVG用于電壓操控時(shí)具有很大的優(yōu)勢(shì)，體系電壓越低，越需求動(dòng)態(tài)無功調(diào)理電壓，SVG的低電壓特性好，輸出的無功電流與體系電壓沒有關(guān)系，能夠看作是一個(gè)可控穩(wěn)定的電流源，體系電壓下降時(shí)，仍能輸出額外無功電流，具有很強(qiáng)的過載才能;而SVC是阻抗型特性，輸出容量受母線電壓的影響很大，體系電壓越低，輸出無功電流的才能成比例下降，不具有過載才能。因此SVG的無功補(bǔ)償才能與體系電壓無關(guān)，而SVC的無功補(bǔ)償才能隨體系電壓的下降線性下降。

四、運(yùn)轉(zhuǎn)安全功能提高

   SVC以可控硅調(diào)理電抗加多組電容作為無功補(bǔ)償?shù)闹饕侄?，極容易發(fā)生諧振擴(kuò)大現(xiàn)象，導(dǎo)致安全事故，體系電壓動(dòng)搖大時(shí)，補(bǔ)償效果受很大影響，運(yùn)轉(zhuǎn)損耗大;SVG配套電容器不需求設(shè)置濾波器組，不存在諧振擴(kuò)大現(xiàn)象，SVG是有源型補(bǔ)償設(shè)備，是選用可關(guān)斷器件IGBT構(gòu)成的電流源設(shè)備，然后避免了諧振現(xiàn)象，運(yùn)轉(zhuǎn)安全功能大大提高。

五、諧波特性

   SVC運(yùn)用可控硅操控電抗器的等效基波阻抗，不只受到體系諧波影響大，而且本身會(huì)發(fā)生很多的諧波，必須配套選用濾波器組，濾除SVC本身發(fā)生的諧波含量;SVG選用三電平單相橋技能，單相可輸出5電平電壓波形，選用載波移相的脈沖調(diào)制方法，不只受體系諧波影響小，還能夠按捺體系的諧波。與SVC相比，SVG選用多重化、多電平或脈寬調(diào)理技能等辦法后，大大削減了補(bǔ)償電流中的諧波含量。

六、占地面積小

   在相同的補(bǔ)償容量下，SVG的占地面積比SVC的削減1/2到2/3。 因?yàn)镾VG運(yùn)用的電抗器和電容器比SVC少，因此大大縮小了設(shè)備的體積和占地面積;SVC中的電抗器不只本身體積比較大，而且考慮到相互間的裝置距離，全體占地面積較大。

   綜上所述，SVG無功補(bǔ)償設(shè)備因?yàn)楹魬?yīng)速度快、諧波含量少、無功調(diào)理才能強(qiáng)等長(zhǎng)處，能夠大大改善電網(wǎng)的電能質(zhì)量，現(xiàn)在已成為無功補(bǔ)償技能的發(fā)展方向。在眾多的微機(jī)保護(hù)產(chǎn)品中，也有針對(duì)與對(duì)于SVG的保護(hù)。一般安裝在高壓開關(guān)柜上，當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，直接跳開高壓開關(guān)柜。

文章來自電力微機(jī)保護(hù)網(wǎng)